package msb.class08;

import java.util.Arrays;

/**
 * 基数排序
 * ① 将所有待比较数值（正整数）统一为同样的数位长度，数位较短的数前面补零。
 * ② 从最低位开始，依次进行一次排序。
 * ③ 这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后, 数列就变成一个有序序列。
 */
public class Code04_RadixSort {


    public static void radixSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        radixSort(arr, 0, arr.length - 1, maxbits(arr));
    }

    /**
     * 获取数组中最大数的位数
     * 1.先获取最大数
     * 2.通过Math.log10获取10底的对数，向下取整（int强转）后加1获取位数
     *
     * @param arr
     * @return
     */
    private static int maxbits(int[] arr) {
        int maxNum = arr[0];
        for (int i = 1; i < arr.length; i++) {
            maxNum = Math.max(maxNum, arr[i]);
        }
        return (int) Math.log10(maxNum) + 1;
    }


    /**
     * 获取某一位上的数并返回
     *
     * @param num 传入数字
     * @param bit 传入位数
     * @return
     */
    private static int getBitNum(int num, int bit) {
        return (num / (int) Math.pow(10, bit - 1)) % 10;
    }


    /**
     * L..R 范围内排序
     * 1. 从个位开始到digit位依次处理
     *
     * @param arr
     * @param L
     * @param R
     * @param digit 十进制最大位数
     */
    public static void radixSort(int[] arr, int L, int R, int digit) {
        //  临时数组
        int[] tmp = new int[R - L + 1];
        for (int bit = 1; bit <= digit; bit++) {
            int[] bitCount = new int[10];
            // 当前位数下的数字统计出现个数
            for (int i = R; i >= L; i--) {
                bitCount[getBitNum(arr[i], bit)]++;
            }
            // 计算前缀和
            for (int i = 1; i < bitCount.length; i++) {
                bitCount[i] += bitCount[i - 1];
            }
            // 将数组中数组根据位大小，倒序插入临时数组
            for (int i = R; i >= L; i--) {
                tmp[--bitCount[getBitNum(arr[i], bit)]] = arr[i];
            }
            // 将临时数组的内容放回到原数组
            for (int i = 0; i < tmp.length; i++) {
                arr[i + L] = tmp[i];
            }
        }
    }


    public static void comparator(int[] arr) {
        Arrays.sort(arr);
    }

    // for test
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    // for test
    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] res = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            res[i] = arr[i];
        }
        return res;
    }

    // for test
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // for test
    public static void printArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    // for test
    public static void main(String[] args) {
        int testTime = 500000;
        int maxSize = 100;
        int maxValue = 150;
        boolean succeed = true;
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            radixSort(arr1);
            comparator(arr2);
            if (!isEqual(arr1, arr2)) {
                succeed = false;
                printArray(arr1);
                printArray(arr2);
                break;
            }
        }
        System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");

        int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
        printArray(arr);
        radixSort(arr);
        printArray(arr);

    }


}
